[发明专利]网络链路性能测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络性能测量方法，特别是网络链路性能测量方法。

背景技术

网络外部测量技术是近年来国际上提出一种新的网络测量技术，将医学上的CT思想引入到网络测量中，根据网络外部边界节点的测量来分析和测量网络内部链路的报文丢失率和延时等性能参数以及拓扑结构。文献“Network loss tomography using striped unicast probes，IEEE/ACM Transactions on Networking，2006，Vol.14(4)，p697-710”公开了一种基于端到端网络测量的链路丢失率推测方法。该方法首先采用一个树型网络拓扑结构，利用根节点主动发送“包串”作为测量报文；然后在叶子节点对测量报文进行接收；最后根据测量报文接收的偏序关系，对网络内部链路性能进行推测。实际上，在该文献中，链路丢失率分析模型是一个测量报文接收的偏序关系，但该关系并不适用于网络链路延迟时间推测和分析。所以现在基于端到端测量的网路内部链路性能推测存在的问题是：没有一个统一的性能分析模型来同时分析和测量网络内部链路性能，如链路延迟时间和丢失率。

发明内容

为了克服现有技术无法利用一个统一的性能分析模型来测量网络内部链路性能的不足，本发明提供一种网络链路性能测量方法，通过分析网络链路性能特点，建立统一的性能分析线型模型；该线型模型中，当路由矩阵的秩不等于其增广矩阵的秩，在无法获得非齐次线性方程组最优解的情况下，通过数学变化，将问题转化为一个多目标优化问题，并利用遗传算法求非齐次线性方程组的次优解；最后，通过统计次优解在离散化区间概率分布来获得网络链路性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种网络链路性能测量方法，其特点是包括以下步骤：

(a)在分析网络链路丢失率和延迟时间与路径丢失率和延迟时间基础上，建立网络链路性能分析的统一线性模型，Y＝AX；

式中，Y是端到端性能参数，是一个行向量转置；A是路由矩阵；X是所要求解的链路性能参数列向量；

该线性模型表示非齐次方程有解的前提条件是R(A)＝R(A|Y)，即路由矩阵A的秩必须等于其增广矩阵(A|Y)的秩；

(b)如果R(A)≠R(A|Y)，即路由矩阵A的秩不等于其增广矩阵(A|Y)的秩，则

min f₁＝|a_1，1x₁+a_1，2x₂+...+a_1，mx_m-Y₁ |

min f₂＝|y_2，1x₁+y_2，2x₂+...+y_2，mx_m-Y₂|

……

min f_n＝|y_n，1x₁+y_n，2x₂+...+y_n，mx_m-Y_n|

x₁∈[Z_1，1，Z_1，2]，x₂∈[Z_2，1，Z_2，2]，...，x_m∈[Z_m，1，Z_m，2]

利用遗传算法求得多目标优化的次优解；

(c)为了克服传统的二进制编码所带来的“海明悬崖(Hamming Cliff)”问题，采用格雷码，适应度函数定义为：